[PX4/QGC 筆記] 深入解析 VTOL 航點規劃：為何 QGC 會自動產生一堆「隱藏」指令？
作為一名無人機軟韌體開發者，我們經常需要處理 MAVLink 協議與地面站 (GCS) 的互動。最近在開發自有的 Android GCS (GeekNexus) 並進行 PX4 VTOL 機型的航點規劃測試時，我注意到一個有趣的現象：「我在地圖上明明只點了一個起飛點和一個降落點，為什麼 Log 裡卻噴出了一大串我不認識的指令？」
這篇文章將透過實際的 Log 分析，來拆解 QGroundControl (QGC) 對於 VTOL 機型的任務規劃邏輯，特別是自動產生的「降落航線 (Landing Pattern)」。
1. 實際 Log 觀察
這是當我在 QGC 規劃好航點並上傳後，App 透過 MISSION_REQUEST_LIST 下載回來的實際結構：
[00] seq=0, cmd=VTOL_TAKEOFF, lat=24.570…, alt=50.00
[01] seq=1, cmd=WAYPOINT, …
…
[05] seq=5, cmd=WAYPOINT, …
[06] seq=6, cmd=DO_LAND_START, lat=0.00, lon=0.00
[07] seq=7, cmd=DO_SET_CAM_TRIGG_DIST, p1=0.00
[08] seq=8, cmd=IMAGE_STOP_CAPTURE
[09] seq=9, cmd=VIDEO_STOP_CAPTURE
[10] seq=10, cmd=LOITER_TO_ALT, lat=24.564…, alt=30.00
[11] seq=11, cmd=VTOL_LAND, lat=24.567…, alt=0.00
可以看到，seq=6 到 seq=11 全部都是自動產生的。這並非 Bug，而是 PX4 針對固定翼與 VTOL 飛行特性的標準程序。
2. 起飛邏輯：Launch vs. Take-off
在 QGC 介面上，起飛通常涉及兩個概念：
- Launch (Home): 這是飛機解鎖 (Arm) 的當下位置。
- Take-off (VTOL_TAKEOFF): 這是飛機要「爬升」到的目標。
當你按下「Takeoff」按鈕，QGC 會自動在飛機前方或指定位置生成一個 VTOL_TAKEOFF 指令。對 VTOL 而言，這代表**「垂直爬升至指定高度 (例如 50m)」**。若該點有水平位移，飛機通常會在多旋翼模式下邊爬升邊移動，到達此高度後，才會轉入下一個航點（通常伴隨著由旋停轉平飛的 Transition）。
3. 降落邏輯：自動生成的 Landing Pattern
最令人困惑的通常是降落段。為什麼點一個 Land 會生出 6 個指令？讓我們逐一拆解：
A. 邏輯標記：DO_LAND_START (Seq 6) 這是一個「邏輯錨點」，其座標通常為 0。它不是讓飛機飛去哪裡，而是告訴飛控：「從這個步驟開始，進入降落程序」。
- 重要性： 如果飛機在任務中途觸發 RTL (返航)，且位置已經過了這個點，聰明的飛控邏輯（視
RTL_TYPE設定）可能會選擇繼續執行降落程序，而不是掉頭飛回起飛點，這對於電力吃緊的 VTOL 至關重要。
B. 設備安全檢查 (Seq 7-9)
DO_SET_CAM_TRIGG_DIST (0)IMAGE_STOP_CAPTUREVIDEO_STOP_CAPTURE這一連串指令是為了「收拾善後」。在降落前強制停止相機觸發、結束錄影。這不僅保護鏡頭（若有伸縮機構），更重要的是確保影片檔案正確寫入（Finalize），避免落地斷電導致檔案損毀。
C. 進場過渡：LOITER_TO_ALT (Seq 10) 這是降落前的關鍵點。
- 行為： 飛機（通常以定翼模式）飛到此座標，並開始盤旋下降。
- 目的： 讓飛機穩定地降低高度至（例如 Log 中的 30m）。對於 VTOL，這通常是準備進行 Back Transition (由平飛轉旋停) 的位置。它確保飛機以穩定的姿態和安全的高度進入最後階段，而不是從巡航高度直接「跳」下來。
D. 最終著陸：VTOL_LAND (Seq 11) 這才是我們在 UI 上點擊的那個點。飛機在此處切換為多旋翼模式 (Multicopter)，垂直下降直到觸地並 Disarm。
4. 給開發者的建議 (Takeaway)
如果你正在開發自己的地面站 (GCS) 或進行自動化航點規劃，必須注意：
- 不要只傳送一個 LAND 指令： 針對 PX4 固定翼或 VTOL，若省略了
LOITER_TO_ALT這樣的進場程序，可能會導致飛機行為不可預期（例如嘗試在過高的位置切換模式，或進場角度過大）。 - UI 呈現： 在設計 UI 時，可以參考 QGC 的做法，將這些自動產生的指令群組化顯示，避免讓終端使用者感到困惑。
理解這些「隱藏」的邏輯，才能寫出更安全、更穩定的無人機控制軟體。